一种用于排风系统的喷口及其使用方法与流程

1.本发明属于通风空调技术领域，涉及一种用于排风系统的喷口及其使用方法，尤其是涉及用于石油化工化验室变风量排风系统的喷口及其使用方法。


背景技术：

2.目前，越来越多的石油化工中心化验室采用变风量排风系统。无论是在风机低频还是高频运行工况，为了维持风机出口处的风速满足规范要求，常规方案采用一种化验室专用高空排放风机。通过调节设置在风机吸入口的旁通阀开度大小，达到室内侧变风量、出风口定风量的目的，能将出风口处的风速相对稳定地控制在15～20米/秒范围内。但是由于风机采用的是定频运行，后期的运行费用高、振动及噪声相对于变频风机更大。当排风量变化范围较大时，一种方案是采用多个变频风机并联的模式，以保持排风系统喷口出风口处的风速，喷口出风口的开度是固定的。通过设置在排风系统最不利环路末端的静压传感器调节风机频率，来维持风管内的静压恒定；再通过设置在风机入口处的静压箱内的静压传感器控制风机的启停、调节旁通风阀开度，以维持静压箱内的静压恒定。当旁通风阀处于全开状态，且静压箱内的静压超过设定的最高限值时，关闭一台风机；当旁通风阀处于关闭状态，且静压箱内的静压低于设定的最低限值时，开启一台风机。由于该多风机并联控制模式的设备数量多、控制复杂，其初始投资费用以及后期运行及维护费用都比较高。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种用于排风系统的喷口及其使用方法，以解决现有排风系统为了保持喷口出风口处的风速稳定而导致排风系统的费用高、控制复杂等问题。
4.为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种用于排风系统的喷口，设有内筒、内调节片、外调节片，内调节片和外调节片间隔设置，每个内调节片和外调节片的一端靠近内筒出风口，并分别与一个调节片铰支座可转动连接，相邻的内调节片和外调节片的另一端用调节片连接件连接，在任意一个内调节片的两侧，每一侧的外表面分别与相邻的外调节片一侧的内表面接触，并可相对滑动，沿内筒的轴向设有连杆，连杆可沿内筒的轴向移动，内筒上设有文丘里管，连杆与内筒出风口相邻的一端设有连杆固定支座，在内调节片和/或外调节片上设有调节杆支座，连杆固定支座与调节杆支座之间设有调节杆，调节杆的两端分别与连杆固定支座和调节杆支座可转动连接，内筒内在文丘里管与连杆固定支座之间设有第一固定支架，第一固定支架与连杆固定支座之间设有弹簧，文丘里管的扩散段内设有截头锥体，截头锥体固定在连杆上。
5.如上所述本发明喷口的使用方法，用于变风量排风系统，其特征在于：当排风系统的排风量变化时，进入内筒的风量变化，截头锥体迎风面受到的气体推力变化，在变化的气体推力作用下以及在弹簧弹性力的作用下，连杆和连杆固定支座自动向靠近或离开喷口出风口的方向移动，通过调节杆带动外调节片和内调节片绕各自的调节片铰支座转动，使喷口出风口的开度扩大或缩小，从而维持喷口出风口处的风速保持不变。
6.采用本发明，具有如下的有益效果：排风系统的排风量变化时，内调节片和外调节片绕各自的调节片铰支座转动，使喷口出风口的开度及空气流通面积扩大或缩小，从而维持喷口出风口处的风速保持稳定。喷口结构简单，无任何执行机构，操作完全依靠不同排风量下截头锥体受到的气体推力以及弹簧弹性力的共同作用自动自力完成。排风系统只需使用一台风机即可，无需采用多风机并联模式就能满足喷口出风口处风速恒定的要求，喷口也只需设置一个，使排风系统的控制较为简单。排风风机能够继续采用变频控制来调节排风系统的排风量，从而达到节能目的。采用本发明喷口以及使用该喷口的排风系统，其初始投资费用、后期运行及维护费用都比较低。
7.本发明主要用于石油化工化验室的变风量排风系统，也可用于其它领域化验室的变风量排风系统。
8.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。
附图说明
9.图1是本发明的一种用于排风系统的喷口的结构示意图。
10.图2是本发明的另一种用于排风系统的喷口的结构示意图。
11.图3是设置了调节片连接件的内调节片和外调节片的端部的局部放大图。
12.图4是内调节片或外调节片的横截面放大示意图。
13.图1中，调节片组合件、内筒、外筒和文丘里管局部剖开，图2中，调节片组合件、内筒和文丘里管局部剖开。图1至图4中，相同附图标记表示相同的技术特征。附图标记表示：1—内筒；21—内调节片；22—外调节片；3—调节片铰支座；4—调节片连接件；5—文丘里管；6—弹簧；7—第二固定支架；8—截头锥体；81—截头锥体迎风面；82—截头锥体背风面；9—连杆；10—调节杆；11—调节杆支座；12—第一固定支架；13—连杆固定支座；14—柱体；15—内调节片21或外调节片22的折弯线；16—外筒；17—内筒进风口；18—喷口出风口。
具体实施方式
14.参见图1、图2、图3和图4，本发明用于排风系统的喷口(简称为喷口)，设有内筒1、内调节片21、外调节片22，内调节片21和外调节片22间隔设置。每个内调节片21和外调节片22的一端靠近内筒1出风口，并分别与一个调节片铰支座3可转动连接(例如铰链连接)；相邻的内调节片21和外调节片22的另一端用调节片连接件4连接。在任意一个内调节片21的两侧，每一侧的外表面分别与相邻的外调节片22一侧的内表面接触，并可相对滑动。在任意一个外调节片22的两侧，每一侧的内表面分别与相邻的内调节片21一侧的外表面接触，并可相对滑动。所有内调节片21和外调节片22组成一个调节片组合件，随着内调节片21和外调节片22绕各自的调节片铰支座3转动至不同的位置，调节片组合件的总体形状大致在圆筒形(喷口出风口的开度最大)和圆台侧面形之间变化。圆筒形和圆台侧面形的轴心线与内筒1的轴心线同轴，组成本发明喷口轴心线。内调节片21和外调节片22靠近内筒1出风口的一端位于内筒1的外侧，内筒1出风口伸入调节片组合件内。内调节片21和外调节片22设置了调节片连接件4的端部的端头围成喷口出风口18。
15.本发明喷口沿内筒1的轴向设有连杆9，连杆9可沿内筒1的轴向移动；连杆9一般位
于喷口轴心线上。内筒1上同轴设有文丘里管5，文丘里管5由收缩段、喉道和扩散段组成，自内筒进风口17至内筒1出风口的方向排列。连杆9与内筒1出风口相邻的一端固定有连杆固定支座13，连杆9的另一端与内筒进风口17相邻。
16.在一部分或全部内调节片21和/或外调节片22上固定有调节杆支座11，连杆固定支座13与调节杆支座11之间设有调节杆10，调节杆10的两端分别与连杆固定支座13和调节杆支座11可转动连接。调节杆支座11和调节杆10一般最少各设置3个；最多设置数量与内调节片21和外调节片22的总数量相同，即对应于一个内调节片21或外调节片22设置一个调节杆支座11和一根调节杆10。调节杆10绕喷口轴心线均匀分布。图1和图2所示，几个外调节片22上固定有调节杆支座11。
17.内筒1内在文丘里管5与连杆固定支座13之间设有第一固定支架12，第一固定支架12固定在内筒1上。第一固定支架12的中心带有弹簧座和中心孔，弹簧座与连杆固定支座13之间设有弹簧6，连杆9从所述的中心孔和弹簧6穿过。弹簧6可以是圆柱螺旋弹簧、圆锥螺旋弹簧等，处于压缩状态。本发明喷口一般是竖直设置，喷口出风口18向上。连杆9、截头锥体8、连杆固定支座13、调节杆10、调节杆支座11、内调节片21和外调节片22的部分重量由弹簧6承担，弹簧6再将上述的重量及其自身重量传递给第一固定支架12。上述的截头锥体8设于文丘里管5的扩散段内，截头锥体8固定在连杆9上。
18.内调节片21和外调节片22一般为人字形板片，横截面形状为人字形，展开成平面的形状为矩形或梯形。图4示出了内调节片21或外调节片22的横截面形状、折弯角v以及折弯线15。内调节片21和外调节片22的折弯角v一般为120～160度，厚度一般为0.5～2毫米。内调节片21和外调节片22一般各设置3～9个，且数量相同。
19.参见图3以及图1和图2，本发明所用的一种调节片连接件4为条形板，带有条形孔。在相邻的内调节片21和外调节片22中，调节片连接件4的一端固定在内调节片21一侧的外表面上，与所述内调节片21一侧相邻的外调节片22一侧的外表面上固定有柱体14。或者是，调节片连接件4的一端固定在外调节片22一侧的外表面上，与所述外调节片22一侧相邻的内调节片21一侧的外表面上固定有柱体14(图略)。或者是，调节片连接件4的一端固定在内调节片21一侧的内表面上，与所述内调节片21一侧相邻的外调节片22一侧的内表面上固定有柱体14(图略)。或者是，调节片连接件4的一端固定在外调节片22一侧的内表面上，与所述外调节片22一侧相邻的内调节片21一侧的内表面上固定有柱体14(图略)。在各种设置方式下，柱体14插入调节片连接件4上的条形孔内，在内调节片21和外调节片22绕调节片铰支座3转动的过程中，柱体14可相对于该条形孔滑动(主要是沿条形孔的长度方向滑动)。在条形孔的宽度方向上，柱体14与条形孔之间需要留有一定的间隙，不阻碍内调节片21和外调节片22之间在条形孔宽度方向上的相对滑动。柱体14端部设置阻挡件(例如销)，以防止柱体14与条形孔分开。柱体14一般为圆柱或棱柱。
20.本发明的一种具体实施方式是，调节片铰支座3带有固定轴，固定轴外套有外套管，外套管可绕固定轴转动。在内调节片21和外调节片22与调节片铰支座3可转动连接的一端，内调节片21和外调节片22的折弯线的端部与所述的外套管固定连接(例如焊接)。
21.截头锥体8一般为旋转体或截头棱锥体，中心线与连杆9的轴心线重合，带有两个与喷口轴心线垂直的底面。靠近文丘里管5喉道出口的底面为截头锥体迎风面81，另一个底面为截头锥体背风面82，截头锥体背风面82的面积大于截头锥体迎风面81的面积。自文丘
里管5喉道至扩散段出风口的方向，截头锥体8的横截面积逐渐增大。截头锥体8为旋转体时，侧面的母线可以为直线或圆弧线等；母线为直线时，截头锥体8为圆台形(即截头圆锥形)。
22.通常，内筒1内在文丘里管5与内筒进风口17之间还设有第二固定支架7，第二固定支架7固定在内筒1上。第二固定支架7的中心带有中心孔，连杆9从所述的中心孔穿过。
23.如图2所示，调节片铰支座3固定于内筒1上。如图1所示，还可以在内筒1的外部围绕内筒1设置外筒16，外筒16使用常用的方法和构件固定于内筒1上(图略)，调节片铰支座3固定于外筒16上。调节片铰支座3固定于内筒1或外筒16上时，可在固定处设置补强结构(图略)。内筒1除文丘里管5以外的部分为圆筒形，外筒16为圆筒形，内筒1与外筒16一般同轴设置。图1所示喷口出风口18的开度处于扩大状态，图2所示喷口出风口18的开度处于缩小状态。图1所示喷口与图2所示喷口其它未说明的部分相同。
24.本发明喷口各构件的材料，一般从不锈钢、镀锌钢、铝合金以及其它耐腐蚀且具有一定强度的非金属材料中选择。内调节片21、外调节片22和调节片连接件4的材料，还应具有一定的弹性变形能力。存在相对运动的构件之间，可以加润滑油、润滑脂。
25.下面以附图所示的喷口为例说明本发明喷口的使用方法。本发明喷口在使用时，内筒进风口17与排风系统风机的出口或与风机出口处的风管相连，风机入口与排风系统的主风管相连，风机使用变频风机；有关的附图省略。
26.当排风系统的排风量增大时，进入内筒1的风量增大，文丘里管5喉道内和喉道出口处的风速增大，截头锥体迎风面81受到的气体推力增大。在增大的气体推力作用下以及在弹簧6弹性力的作用下，连杆9和连杆固定支座13自动向靠近喷口出风口18的方向移动。调节杆10随连杆固定支座13移动，且调节杆10的两端分别相对于连杆固定支座13和调节杆支座11发生转动，推动设有调节杆支座11的外调节片22绕各自的调节片铰支座3转动。该外调节片22再通过调节片连接件4以及内调节片21侧部外表面与外调节片22侧部内表面之间的接触、挤压，依次带动内调节片21和其它未设有调节杆支座11的外调节片22绕各自的调节片铰支座3转动。内调节片21和外调节片22设置调节片连接件4的端部向离开喷口轴心线的方向移动，使喷口出风口18的开度扩大，从而维持喷口出风口18处的风速保持不变。
27.当排风系统的排风量减小时，进入内筒1的风量减小，文丘里管5喉道内和喉道出口处的风速减小，截头锥体迎风面81受到的气体推力减小。在减小的气体推力作用下以及在弹簧6弹性力的作用下，连杆9和连杆固定支座13自动向离开喷口出风口18的方向移动。调节杆10随连杆固定支座13移动，且调节杆10的两端分别相对于连杆固定支座13和调节杆支座11发生转动，拉动设有调节杆支座11的外调节片22绕各自的调节片铰支座3转动。该外调节片22再通过外调节片22侧部内表面与内调节片21侧部外表面之间的接触、挤压以及调节片连接件4，依次带动内调节片21和其它未设有调节杆支座11的外调节片22绕各自的调节片铰支座3转动。内调节片21和外调节片22设置调节片连接件4的端部向靠近喷口轴心线的方向移动，使喷口出风口18的开度缩小，从而维持喷口出风口18处的风速保持不变。
28.本发明喷口出风口18处的风速，一般要求保持在15～20米/秒。也可以根据工程实际需要保持所需的其它设定风速。
29.在全部内调节片21和外调节片22上均固定有调节杆支座11的情况下，对应于每个内调节片21和外调节片22各设置一根调节杆10，调节杆10直接带动每个内调节片21和外调
节片22绕各自的调节片铰支座3转动。在部分内调节片21和外调节片22上固定有调节杆支座11的情况下，对应于每个所述的内调节片21和外调节片22各设置一根调节杆10，调节杆10直接带动每个所述的内调节片21和外调节片22绕各自的调节片铰支座3转动；所述的内调节片21和外调节片22再通过调节片连接件4以及内调节片21侧部外表面与外调节片22侧部内表面之间的接触、挤压，依次带动其它未设有调节杆支座11的内调节片21和外调节片22绕各自的调节片铰支座3转动。
30.内调节片21和外调节片22靠近内筒1出风口的一端与内筒1外表面之间存在一定的间隙。在上述的排风过程中，本发明喷口外部的空气经该间隙被吸入喷口内，与喷口内部的气体混合后从喷口出风口18喷出。内调节片21侧部外表面与外调节片22侧部内表面的接触处会存在一些缝隙并漏风，但漏风量较小，可以忽略不计。图1和图2中，未注附图标记的箭头表示气体(风)的流动方向。对于石油化工化验室，排放的气体一般是含有挥发性有机物(vocs)的腐蚀性气体与空气的混合气体。
31.内调节片21和外调节片22转动时，每一根折弯线15一般是在通过该根折弯线15和喷口轴心线的平面内转动。每一根调节杆10一般是在通过该根调节杆10和喷口轴心线的平面内转动和移动。
32.对于不同结构参数的喷口及排风量，根据本说明书的说明，通过进行有限的计算和试验，主要通过调整弹簧6的物理参数和结构参数、截头锥体8的形状和结构参数、文丘里管5的结构参数、内调节片21和外调节片22的形状及其参数，可以自动获得不同排风量下的喷口出风口18的合适开度，使喷口出风口18处的风速保持在需要的范围内。